等離子噴涂技術已廣泛應用于傳統(tǒng)領域，例如耐磨涂料和耐腐蝕涂料。 自1950年代以來，其應用領域已從航空和航天擴展到鋼鐵工業(yè)，汽車制造，石油化工，紡織機械，船舶和其他領域。 近年來，等離子噴涂技術在納米涂料，功能梯度材料，超導涂料，生物功能涂料等高科技領域的應用研究逐漸引起人們的關注。
1納米涂料
等離子噴涂發(fā)現(xiàn)與常規(guī)涂層相比，涂層的硬度，韌性和耐磨性得到了極大的改善。在40-60 N的負載下，納米WC / Co涂層的磨損率僅為傳統(tǒng)涂層的1/6?？的腋翊髮W等人對等離子噴涂納米結構的Al2O3-TiO2涂層進行了系統(tǒng)研究，包括納米粉末噴涂干燥團聚重建，等離子噴涂工藝參數(shù)優(yōu)化，工藝診斷，模擬以及涂層結構和性能分析，表明涂層該層具有兩種狀態(tài)的微觀結構，并表現(xiàn)出獨特而優(yōu)異的性能。與相應的常規(guī)涂層相比，其粘結強度提高了100％，耐磨性提高了300％，并且耐壓痕開裂，彎曲和拔罐測試的能力更高。中國上海陶瓷研究所的朱迎春等人研究了等離子噴涂過程中納米TiO2的結構變化和顆粒注入特性。研究發(fā)現(xiàn)，TiO2納米顆粒從無定形變?yōu)殇J鈦礦結構和金紅石結構。該涂層表現(xiàn)出良好的Li +注入電流和電化學穩(wěn)定性。陳煌等人使用大氣等離子噴涂技術在不銹鋼基底上制備氧化鋯納米涂層。所獲得的涂層具有致密的結構，其孔隙率為約7％，并且涂層與基底之間的結合強度為45MPa，這明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的氧化鋯涂層與基底的結合強度。
2 梯度功能材料（FGMs）
等離子噴涂制備梯度功能材料是目前材料學中倍受關注的研究領域之一，其研究范圍主要為梯度功能材料的設計、制備和性能評價三個方面。由于等離子焰流溫度高，特別適用于噴涂難熔金屬、陶瓷和復合材料涂層，這就為功能梯度材料的發(fā)展提供了更廣闊的空間。目前以NiCrAlY作為中間層向金屬上涂覆ZrO2 涂層成為大多數(shù)等離子噴涂FGMs 結構研究的熱點，已建立起很好的制備工藝。另外，已被研究的其他它體系還包括：Cu/W 和Cu/B4C、與Al2O3-Cr2O3 結合的Ni 基合金、具有CoCrAlY 或NiCoCrAlY的ZrO2、具有Mo 的TiC、具有YSZ 涂層的Ni-20 %Cr、Ni/Al2O3、WC/Co 等。K. A. Khor 等人對YSZ/ NiCoCrAlY體系的研究表明，與傳統(tǒng)的雙層材料相比，功能梯度涂層具有更優(yōu)異的性能。得到的FGM涂層的結合強度為18 MPa，雙層涂層僅為9 MPa，而涂層的抗熱循環(huán)壽命FGM涂層是雙層涂層的6倍。Sudarshan Rangaraj 等設計了五種不同成分的YSZ 梯度涂層，研究了涂層設計對YSZ 涂層性能的影響，結果表明莫來石（mullite）成分的添加會降低涂層表面裂紋生長驅動力。
3 超導涂層
等離子噴涂弧溫很高，特別適用于噴涂復合氧化物陶瓷，不需要保護氣氛，能夠噴涂具有復雜形狀的超導制件，沉積效率高，容易制備厚膜涂層和大面積涂層。適于等離子噴涂的超導陶瓷涂層材料主要有YBa2Cu3O7- x (YBCO) 和Bi2Sr2Cu2CaO。YBCO是一種典型的超導材料，臨界溫度為94 K。等離子噴涂的YBCO 涂層由于噴涂過程中材料的氧損失，涂層結構中的孔隙、裂紋和粒子間的不均勻接觸等不均勻性，使涂層并不具有超導特性。只有對涂層在氧氣或空氣氣氛中進行適當?shù)臒崽幚恚雇繉有纬芍旅?、均勻且較穩(wěn)定的晶體結構，才能獲得超導性。YBCO 涂層的熱處理條件為920℃×1 h，降至400℃再保溫1h。當將Bi2Sr2Cu2CaOy 陶瓷從高溫急冷或淬冷后，它會產(chǎn)生超導態(tài)。這一特性對等離子噴涂具有特別的意義，因為等離子噴涂能使涂層材料獲得高達106℃/ s的急冷冷卻速率，只要調整好等離子噴涂條件和工藝參數(shù)，很容易使Bi2Sr2Cu2CaOy 的噴涂態(tài)涂層具有超導特性。
4 生物功能涂層
等離子噴涂技術是制備醫(yī)用生物涂層材料的有效方法。將特定組分的粉末材料經(jīng)高溫熔化后沉積于金屬人工骨植入物表面，形成以韌性金屬為骨架，表面有陶瓷涂層的人工骨與人工關節(jié)，此方法充分發(fā)揮了金屬和陶瓷兩類材料的優(yōu)點。國內外對等離子噴涂羥基磷灰石（HA）涂層和鈦涂層的研究報導較多，并成功地應用于臨床試驗。羥基磷灰石涂層對生物體無毒，耐體液腐蝕，且對生物體組織有良好的適應性和親和性，耐長期運動過程中的磨損，有足夠的力學性能。鈦質植入體具有較好的化學穩(wěn)定性，并且與組織結合良好，與體液相容。用真空等離子噴涂在不銹鋼牙根和接骨板上噴涂鈦涂層在臨床上已有成功的應用，這些涂層既利用了不銹鋼的強度，又利用了鈦涂層的生物相容性，防止不銹鋼中有毒元素的釋放。我國的上海硅酸鹽研究所在生物涂層材料的研究方面也取得了較好的進展。
